JKPK (JURNAL KIMIA DAN PENDIDIKAN KIMIA) , Vol 2, No 3, Desember 2017 Program Studi Pendidikan Kimia Universitas Sebelas Maret https://jurnal.uns.ac.id/jkpk
ISSN 2503-4154 (online)

## KARAKTERISASI DAN UJI AKTIVITAS ANTIBAKTERI HIDROKSIAPATIT (HAp) DARI KERABANG TELUR AYAM TERHADAP BAKTERI Lactobacillus acidophilus

## Characterization and Antibacterial Activity Test of Hydroxyapatite (HAp) from Chicken Eggshell against Lactobacillus acidophilus Bacteria
Imelda Wadu * , Hartati Soetjipto, dan Margareta Novian Cahyanti
Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Matematika Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga Jln. Diponegoro No. 52-60, Salatiga 50711, Jawa Tengah, Indonesia
*Keperluan korespondensi, e-mail: 652012028@student.uksw.edu
Received: June  22, 2017
Accepted: December 06, 2017
Online Published: December 31, 2017
DOI : 10.20961/jkpk.v2i3.11862

## ABSTRAK
Tujuan  penelitian  ini  adalah  mengkarakterisasi  biokeramik  Hidroksiapatit  (HAp)  yang disintesa  dari  kerabang  telur  ayam  kampung  dan  kerabang  telur  ayam  broiler  menggunakan FTIR. Selain itu juga menentukan aktivitas antibakteri HAp dengan kandungan kalsium dan fosfat tertinggi  (HAp  dari  kerabang  telur  ayam  broiler)  menggunakan  metode  cakram  kertas.  Hasil karakterisasi HAp dari kerabang telur ayam kampung menggunakan FTIR menunjukkan puncak untuk gugus fungsi PO 4 3- pada panjang gelombang 1040,08 cm -1 , 608,46 cm -1 dan 568,67 cm -1 ; gugus OH - pada panjang gelombang 3426,39 cm -1 dan 2880,46 cm -1 ; gugus CO 2 pada panjang gelombang 2142,91 cm -1 ; dan gugus CO 3 2- pada panjang gelombang 1653,64 cm -1 . Sedangkan untuk  HAp  dari  kerabang  telur  ayam  broiler  adalah  gugus  PO 4 3- pada  panjang  gelombang 1044,40 cm -1 , 604,13 cm -1 dan 568,66 cm -1 ; gugus OH - pada panjang gelombang 3419,61 cm -1 dan  2838,35  cm -1 ;  gugus  CO 2 pada  panjang  gelombang  2086,69  cm -1 ;  dan  gugus  CO 3 2- pada panjang  gelombang  1653,64  cm -1 .  Antibakteri  HAp  terhadap  bakteri  karies L.  acidophilus memberikan hasil yang positif baik pada dosis uji terendah (5μg/μL) maupun dosis uji tertinggi (75μg/μL),  ditandai  dengan  terbentuknya  daerah  daya  hambat  sebesar  22,93±0,066  mm  dan 33,08±0,031  mm    (kategori  kuat  yaitu  >20  mm).  Kesimpulan  dari  penelitian  ini  adalah  hasil karakterisasi baik HAp dari kerabang telur ayam kampung maupun kerabang telur ayam broiler adalah benar senyawa HAp, dan hasil uji antibakteri dari HAp hasil sintesa kerabang telur ayam broiler menunjukkan daya antibakteri yang positif dan kuat.
Kata Kunci: hidroksiapatit , antibakteri, L. acidophilus.

## ABSTRACT
The purposes of this study were to characterize Hydroxyapatite (HAp) bioceramics which synthesized  from  local  chicken  and  broiler  eggshell  using  FTIR,  and  to  determine  HAp antibacterial  activity  with  the  highest  content  of  calcium-phosphate  (HAp  from  broiler  chicken eggshell)  using  paper  disc  method.  Characterization  of  HAp  from  local  chicken  eggshell  using FTIR showed peaks for PO 4 3- functional group on the wavelength 1040.08, 608.46 and 568.67 cm -1 ; OH - functional group on the wavelength 3426.39 and 2880.46 cm -1 ; CO 2 functional group on  the  wavelength  2142.91  cm -1 ;  and  CO 3 2- functional  group  on  the  wavelength  1653.64  cm -1 . Whereas  broiler  chicken  eggshell  HAp  showed  peaks  for  PO 4 3- functional  group  on  the
wavelength 1044.40, 604.13 and 568.66 cm -1 ; OH - functional group on the wavelength 3419.61 and  2838.35 cm -1 ; CO 2 functional  group on the  wavelength 2086.69 cm -1 ; and  CO 3 2- functional group on the wavelength 1653.64 cm -1 . HAp antibacterial activity test against caries bacteria L. acidophilus gives the positive results either for the lowest test dose (5μg/μL) or the highest test dose (75μg/μL), which was characterized by the formation of diameter inhibitory area 22.93±0,066 and  33.08±0,031  mm  (strong  category  of  >20  mm),  respectively.  The  characterization  of  HAp from  local  chicken  and  broiler  chicken  eggshell  using  FTIR  confirmed  the  presence  of  HAp compounds,  and  the  antibacterial  activity  test  result  of  HAp  synthesized  from  broiler  chicken eggshell indicates a positive and strong antibacterial power.
Keywords: hydroxyapatite, antibacterial, L. acidophilus.

## PENDAHULUAN
HAp  adalah  sebuah  molekul  kristalin yang intinya tersusun oleh kalsium dan fosfat dengan  rumus  molekul  Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 . Sebanyak  65%  molekul  ini  ditemui  dalam tulang,  dan  juga  terdapat  pada  struktur  gigi manusia terutama dalam dentin dan enamel [1].
Pemanfaatan Hidroksiapatit (HAp) dalam  bidang  medis  semakin  luas,  yaitu digunakan  sebagai  bahan  penyambung tulang,  penambal  gigi,  dan  pembuatan  gigi palsu,  namun  demikian  hingga  sekarang  di Indonesia masih menggunakan HAp sintetis impor  [2].  Untuk  mengurangi  import  HAp sintetis,  HAp  dapat  dibuat  dari  bahan  alami yaitu  dengan  mensintesa  kerabang  telur ayam dengan memanfaatkan kalsium karbonat  yang  terkandung  dalam  kerabang telur ayam [3]. Pada penelitian ini digunakan kerabang telur ayam kampung dan kerabang telur  ayam  broiler  sebagai  bahan  utama pembuatan HAp.
Komponen  utama  penyusun  HAp adalah  kalsium  dan  fosfat,  dimana  kalsium dan  fosfat  merupakan  komponen  utama mineral  pada  tulang  dan  gigi.  Senyawa kalsium  dan  fosfat  juga  berperan  sebagai pencegah  karies.  Karies  adalah  salah  satu
penyakit  infeksi  yang  merusak  struktur  gigi, sehingga menyebabkan gigi berlubang. Jika tidak ditangani, penyakit ini dapat menyebab- kan  nyeri,  penanggalan  gigi,  infeksi,  dan bahkan  kematian.  Karies  disebabkan  oleh aktivitas  mikroba    dalam  mulut,  antara  lain oleh bakteri L. acidophilus [4].
Tujuan  penelitian  ini  adalah  meng- karakterisasi  HAp  yang  disintesa  dari kerabang  telur  ayam  kampung  dan  broiler, juga  bertujuan  untuk  menentukan  aktivitas antibakteri  HAp  hasil  sintesa  kerabang  telur ayam  broiler  terhadap  bakteri  karies L. acidophilus .

## METODE PENELITIAN
1.  Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  pipet  mikro, pipet  ukur, cawan  petri,  autokalf,  oven,  Spektro- fotometer  UV-VIS  (Mini)  dan  Spektroskopi FTIR  (Shimadzu,  FTIR-8201  PC) (laborato- rium MIPA Terpadu UNS)
Sampel  yang  digunakan  adalah  HAp dari  sintesa  kerabang  telur  ayam  kampung dan kerabang telur ayam broiler, dan bahan kimia  yang  digunakan  adalah nutrient  agar (NA), nutrient  broth (NB),  aquades  steril, muller hinton agar (MHA), pipet mikro, paper
disc , paper  disc tetrasiklin  30 μ g  dan  bakteri L. acidophilus .
2.  Metode
a.  Karakterisasi HAp menggunakan FTIR
1  g  serbuk  HAp  dicampurkan  dengan
KBr,  dicetak  pada sample  holder ,  lalu diidentifikasi  HAp  pada  bilangan  gelombang 400-4000 cm -1 [5-6].

## b.  Pembuatan Media dan Sterilisasi
Ditimbang 0,8 g medium NB dilarutkan dalam 50 mL akuades, dan medium MHA 19 g  dilarutkan  dalam  500  mL  akuades, kemudian  kedua  medium  masing-masing dipanaskan  hingga  mendidih  sambil  terus diaduk. Selanjutnya disterilisasi dalam autoklaf selama 15 menit pada suhu 121 º C
[7] .

## c.  Pembuatan Suspensi Bakteri
Satu  ose  bakteri  diinokulasikan  ke dalam 10 mL NB, diinkubasi pada suhu 37 º C selama 24 jam. Suspense bakteri distandar- isasi  sesuai  dengan  larutan  mc-Farland menggunakan spektrofotometer UV-Vis [7].
d.  Uji Aktivitas Antibakteri Metode Paper
Disc
Suspensi  bakteri  yang  terstandarisasi mc-Farland diinokulasikan secara taburan ke dalam  medium  MHA,  lalu  diputar  agar medium  dan  bakteri  tercampur. Paper  disc diletakkan  di  atas  media  yang  sudah  padat dan  dipipetkan  20 μ L  masing-masing  variasi konsentrasi HAp (5 μ g/ μ L; 25 μ g/ μ L; 50 μ g/ μ L; dan 75 μ g/ μ L) masing-masing diulang 6 kali.
Kontrol  positif paper  disc menggunakan tetrasiklin  30 μ g  dan  kontrol  negatif menggunakan pelarut [7].
e.  Analisa Data
Uji  antibakteri  Hap  dianalisis  meng- gunakan  Rancangan  Acak  Kelompok  (RAK) dengan 4 perlakuan dan 6 ulangan. Sebagai perlakuan  adalah  variasi  konsentrasi  HAp  5 μ g/ μ L; 25 μ g/ μ L; 50 μ g/ μ L; dan 75 μ g/ μ L, dan sebagai kelompok adalah waktu analisis [8].

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 1.  Karakterisasi FTIR
Hasil pengukuran sampel HAp menggunakan  FTIR  ditampilkan  pada  Tabel 1. dan Gambar 1.
Tabel  1.  Puncak  yang  terdeteksi  dalam spectra FTIR dari masing-masing jenis kerabang telur.
No. Puncak HAp Kerabang Telur Ayam Kampung (cm -1 ) Puncak HAp Kerabang Telur Ayam Broiler (cm -1 ) 1 568,67 568,66 2 608,46 604,13 3 1040,08 1044,40 4 1653,64 1611,82 5 2142,91 2086,69 6 2880,46 2838,35 7 3426,39 3419,61
Gambar 1. Uji FTIR HAp dari sintesa kerabang telur ayam kampung dan broiler
Gugus fungsi yang teramati pada FTIR untuk  HAp  dari  kerabang  telur  ayam kampung  yaitu  gugus  fosfat  (PO 4 3- )  pada bilangan  gelombang  1040,08  cm -1 ,  608,46 cm -1 dan  568,67  cm -1 ;  gugus  hidroksil  (OH - ) pada bilangan gelombang 3426,39 cm -1 dan 2880,46  cm -1 ;  gugus  karbon  dioksida  (CO 2 ) pada bilangan gelombang 2142,91 cm -1 ; dan gugus  karbonat  (CO 3 2- )  pada  bilangan gelombang 1653,64 cm -1 . Sedangkan gugus fungsi  yang  teramati  pada  FTIR  untuk  HAp dari kerabang telur ayam broiler yaitu gugus fosfat  (PO 4 3- )  pada  bilangan  gelombang 1044,40 cm -1 , 604,13 cm -1 dan 568,66 cm -1 ; gugus hidroksil (OH - ) pada bilangan gelombang  3419,61  cm -1 dan  2838,35  cm -1 ; gugus  karbon dioksida  (CO 2 )  pada  bilangan gelombang  2086,69  cm -1 ;  dan  gugus karbonat  (CO 3 2- )  pada  bilangan  gelombang 1653,64 cm -1 [3,9].
Gugus  karbonat  dapat  masuk  ke dalam struktur hidroksiapatit dengan
menggantikan atau mensubstitusi ion hidroksi  atau  fosfat    membentuk  struktur karbonat-hidroksiapatit dengan rumus molekul Ca 10 (PO 4 ) 3 (CO 3 ) 3 (OH) 2 [10,11].
Terbentuknya  karbonat-hidroksiapatit  tidak mengganggu  fungsi  dari  HAp  karena senyawa  paduan  kalsium  dan  fosfat  yang telah  mengalami  pemanasan  di  atas  900ºC memiliki  struktur  yang  stabil  dan  tidak berbahaya  jika  diaplikasikan  dalam  dunia medis [9,11]. Karena proses sintesa dilakukan pada suhu tinggi (170 ºC) dan suhu sintering  1000  ºC  gugus  karbonat  yang terbentuk  hanyalah  sedikit,  sehingga  tidak akan  mempengaruhi  terbentuknya  senyawa HAp,  walau  jumlahnya  sedikit  senyawa karbonat  yang  terbentuk  tetap  dinyatakan sebagai  pengotor  [1,3].  Banyaknya  gugus OH - dan  PO 4 3- yang  teridentifikasi  dikarena- kan saat proses sintesa pH reaksi tinggi atau pada  kondisi  basa  yaitu  pH  10.  Dimana semakin  tinggi  pH  atau  semakin  basa  pH
saat  proses  sintesa,  maka  semakin  banyak terbentuk  gugus  OH - dan  PO 4 3- [3].
Berdasarkan penelitian Tua dkk. [3]
kandungan HAp murni diindikasikan dengan pita  serapan  gugus  OH - dan  PO 4 3- .  Namun sampel  HAp  yang  dikarakterisasi  baik  hasil sintesa  kerabang  telur  ayam  kampung  dan telur  ayam  broiler  menunjukkan  adanya gugus CO 3 2- yang seharusnya tidak terdapat
dalam HAp murni. Munculnya CO 3 2- dikarenakan  adanya  keterlibatan  karbon- dioksida  (CO 2 )  bebas  di  udara,  karena poroses sintesa dilakukan di ruangan terbuka (noninert)  proses.  CO 2 akan  berinteraksi dengan  akuades  yang  digunakan  sebagai pelarut dalam proses sintesa, juga disebabkan oleh faktor  saat proses penam- bahan asam yang terlalu lambat atau terlalu cepat, sehingga HAp yang diperoleh mengandung  pengotor  yaitu  CO 3 2- [1,12].
Faktor lain yang menyebabkan terbentuknya gugus  karbonat  adalah  faktor  pemanasan saat proses larutan dikeringkan. Seharusnya proses  pengeringan  dilakukan  pada  suhu 105  ºC (±  5 jam), namun karena suhu pada hotplate yang  digunakan  tidak  tepat  maka mempengaruhi  terbentuknya  gugus  CO 3 2-
[11]. Bukti terbentuknya gugus karbonat pada senyawa  HAp  dapat  dilihat  pada  hasil karakterisasi FTIR. Gugus CO 2 juga terbaca pada  pita  spektrum,  dikarenakan  proses sintesa  yang  dilakukan  tidak  pada  ruangan yang inert.
2.  Uji Antibakteri HAp dengan Menggunakan
Bakteri Lactobacillus acidophilus
Hasil  pengukuran  uji  antibakteri  HAp terhadap  bakteri L.  acidophilus disajikan pada Tabel 2.
Tabel  2.  Purata ± SE  Diameter  Daerah Hambat (DDH) uji antibakteri HAp dari kerabang telur ayam broiler.
Dosis Penambahan HAp (μg/μL) X̅(mm) ± SE 5 22,93±0,066 25 25,08±0,031 50 29,10±0,063 75 33,08±0.031 Kontrol + (mm) 24,5 Kontrol – (mm) 0
Gambar  2.  (a).  Hasil  DDH  uji  antibakteri senyawa  aktif  HAp  dari  kerabang telur ayam kampung, (b) hasil DDH dari kontol (+) dan kontrol (-).
Tabel  2.  menunjukkan  bahwa  DDH HAp  kerabang  telur  ayam  broiler  dosis  5 μg/μL -  75 μ g/ μ L berkisar antara 22,93±0,066 - 33,08±0.031. Seiring dengan meningkatnya dosis  HAp  yang  digunakan  semakin  luas DDH  yang  muncul.  Bahkan  pada  dosis  50 μg/μL penambahan HAp, DDH yang muncul melebihi  DDH  kontrol  (+)  artinya  aktivitas antibakteri  HAp  pada  dosis  ini  sangat  kuat melebihi  kekuatan  senyawa  kontrol  (+) (tetrasiklin    30 μg).  Kandungan  kalsium (78,62%) dan fosfat (73,75%) dalam
senyawa  HAp  hasil  sintesa  kerabang  telur ayam  broiler  dapat  dimanfaatkan  sebagai antibakteri  karies.  Pratama  2014,  melapor- kan  bahwa  senyawa  kalsium  dan  fosfat merupakan komponen penting dalam
a b
mencegah  terjadinya  karies  sebagai  akibat adanya aktivitas bakteri ( L. acidophilus ) [4].
Jika  mengacu  pada  tabel  kategori kekuatan  aktivitas  antibakteri  berdasarkan DDH  (Tabel  3.)  [13],  maka  hasil  uji  aktivitas antibakteri menunjukkan aktivitas antibakteri yang kuat.
Tabel 3. Kategori kekuatan aktivitas antibakteri. Kode DDH (mm) (-) ≤10 (+) 11-15 (++) 16-20 (+++) >20 Sumber: Greenwood, 1995
dalam Widyaningtias dkk. 2014 [13].

## KESIMPULAN

## Karakterisasi HAp menggunakan FTIR
menunjukkan  senyawa  hasil  sintesa  baik HAp  dari  kerabang  telur  ayam  kampung maupun  broiler  adalah  benar  senyawa hidroksiapatit  yang  ditandai  dengan  adanya gugus OH - dan PO 4 3- .
Uji  aktivitas  antibakteri  dari  HAp  hasil sintesa  kerabang  telur  ayam  broiler  positif menunjukkan  adanya  zona  hambat  dengan kategori  antibakteri  kuat  (>  20mm).  Maka, HAp  berpotensi  sebagai  agen  antibakteri karies L. acidophilus .

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Suryadi, “Sintesis  dan  Karakterisasi Biomaterial
Hidroksiapatit dengan
Proses  Pengendapan  Kimia  Basah ” . Tesis.  Program  Studi  Teknik  Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik,
Universitas Indonesia, 2011.
[2]  Mahreni et al., “Pembuatan Hidroksiapatit dari Kulit Telur ”. Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia. Yogyakarta, 2012.
[3]  Tua,  B.,  et  al., “Sintesis  dan  Karakteri- sasi  Hidroksiapatit  dari  Kerang  Darah dengan  Proses  Hidrotermal  Variasi Suhu dan pH ”.Jom FTEKNIK VoL. 3, No.
2 , 2016.
[4]  Pratama,  R.N., “Efek  Antibakteri  Pasta Gigi yang Mengandung Baking Soda dan Pasta  Gigi  yang  Mengandung  Fluor Terhadap  Pertumbuhan  Bakteri  Plak ”.
Skripsi.  Makassar:  Fakultas  Kedokteran Gigi, Universitas Hasanuddin, 2014.
[5]  Mulyaningsih,  N.  N., “Karakterisasi Hidroksiapatit  Sintetik  dan  Alami  pada Suhu  1400 º C ”.  Skripsi.  Bogor  :  Institut Pertanian Bogor, 2007.
[6]  Prabaningtyas,  R.  A.  J.  M.  Safanti., “Karakterisasi  Hidroksiapatit  dari  Kalsit (PT. Dwi Selo Giri Mas Sidoarjo) sebagai
Bone Graft Sintetis Menggunakan X-Ray Diffractomete (XRD) dan Flourier
Transform  Infra  Red  (FTIR) ”.  Skripsi. Jember: Universitas Jember, 2015.
[7]  Niswah, L., “Uji Aktivitas Antibakteri dari Ekstrak Buah Parijoto (Medinilla speciosa Blume) Menggunakan Metode Difusi Cakram ”. Skripsi. Jakarta: Universitas  Negeri  Syarif  Hidayatullah, 2014
[8]  Steel, R. G., dan Toorie, J. H. Prinsip dan Prosedur  Statistika  Suatu  Pendekatan Biometrik. Jakarta: Gramedia, 1980.
[9]  Yakin,  K., “Perhitungan Energi Disosiasi Ca-O  dan  C-O  pada  Gugus  Fungsi
Hidroksiapatit Menggunakan Pemodelan Spektroskopi Inframerah ”. Skripsi.
Program  Studi  Departemen  Fisika,  IPB, 2013.
[10]  Ahmiatri  et  al., “Pengaruh  Karbonat dalam  Proses  Presipitasi  Senyawa Kalsium Fosfat ”. Makara, Sains, Vol. 6, No. 2, 2002.
[11]  Purwasasmita, B. S., dan Ramos S. G., “Sintesis  dan  Karakterisasi  Serbuk Hidroksiapatit Skala Sub-Mikron Menggunakan Metode Presipitasi ”. Jurnal Bionatura, Vol. 10, No. 2, pp 155- 167, 2008.
[12]  Affandi  et  al., “Sintesis  Hidroksiapatit dari Cangkang Kerang Darah (Anadara granosa)  dengan  proses  Hidrotermal Variasi  Rasio  Mol  Ca/P  dan  Suhu
Sintesis ”.  Jom  FTEKNIK  Vol.  2,  No.  1,
2015.
[13] Widyaningtias,  N.  M.  S.  R.  et  al.,  “Uji
Aktivitas Antibakteri Ekstrak Terpurifikasi Daun  Sirih  Hijau  (Piper  betle  L.) Terhadap Bakteri Propionibacterium acnes”.  Jurusan  Farmasi,  Universitas
Udayana Bali, Vol. 3, No. 1., 2014.